抽水马桶冲水的节水设计方案探讨

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1、抽水马桶冲水的节水设计方案探讨摘要：建筑中水回用技术是解决当前某些缺水城市水资源危机的重要途径，也是协调城市水资源与水环境的根本出路。本文主要对抽水马桶冲水如何节水进行冲水方法的设计，实现节水目的。关键词：抽水马捅；中水；原理；顺序冲水；节水鉴于城市水资源匮乏的客观事实，利用中水或家庭微污染水冲洗马桶是最具有发展前途的卫生间节水方法，但是，中水一般浊度较高，如果将其处理至达到感官要求的程度，则投资与运行管理费用会很高；如不经处理直接利用，则冲水完毕后残存在马桶内的水封依然是浑浊的，视觉感官不佳，并存在潜在的卫生风险。如何解决上述问题，笔

2、者设计了一种采用中水自动顺序冲水的马桶，先用中水冲洗、再用清水冲洗，既可以冲走污物，同时又不会影响人们的视觉感官，有效实现了中水的安全回用，达到了节水的目的。1自动顺序冲水设计为了实现抽水马桶先中水后清水冲洗的自动联动过程，需要在通用水箱中附加简单的装置。用隔板将通用型马桶的水箱分成两格，即中水箱和清水箱，隔板要牢固不透水。中水箱和清水箱的容积可根据实际情况而定，通常为了节约水资源，中水箱容积可较大，清水箱容积可较小。中水箱和清水箱内部构件均采用通用型水箱内部构件，进、出水原理同通用水箱。但启动手柄位于中水箱一侧，在中水箱和清水箱中间的

3、隔板上方安装一个滑轮，滑轮一端通过拉线连接中水箱浮球，另一端通过拉线连接清水箱排水控制橡皮塞。2装置的工作原理该顺序冲水装置实质是利用杠杆原理实现中水箱和清水箱之间的联动工作，即滑轮是一种等臂杠杆，滑轮两端需要的力是等值的；当清水箱容积较大时，中水箱浮球拉动清水箱排水控制橡皮塞所需的力较大，此时可根据一种省力的杠杆原理，通过增大力臂来加大提起清水箱排水控制橡皮塞的力。装置的扳动位于中水箱一侧的启动手柄，则中水箱内的排水控制橡皮塞被提起，中水箱开始排水；当中水箱内的浮球下落到设定高度时(此时中水箱的水即将放完)，滑轮拉线被拉紧，拉动清水箱

4、内的排水控制橡皮塞并使之被提起，清水箱开始排水，同时中水箱进水控制阀开启，中水箱开始进水；当中水箱排水结束时，其排水控制橡皮塞回落，水位上升，当浮球升至设定位置，则中水进水控制阀关闭，停止进水；当清水箱开始冲水时，其浮球下降，进水控制阀开启，清水箱开始进水；4当清水箱排水结束时，其排水控制橡皮塞回落，水位上升，当浮球升至设定位置，则清水进水控制阀关闭，停止进水，恢复到使用前的初始状态。由此完成一次完整的自动顺序冲水过程。3装置可操作性检验为了检验中水箱浮球在下沉过程中能否拉动清水箱排水控制橡皮塞，从而启动自动顺序冲水过程，特做如下分析。

5、采用6L水进行冲洗，设中水箱长、宽、高分别为200、140、200mm，清水箱长、宽、高分别为100、140、200mm，中水箱和清水箱的水位高均为150mm，则冲水量分别为4L和2L；中水箱的浮球半径为35mm，清水箱中的排水控制橡皮塞直径为20mm；当中水箱的水位为150mm时，中水箱内浮球球心与其球柄铰接处的距离为120mm，与隔板的距离为50mm；浮球浮起时，其外边缘距隔板的水平距离为15mm,滑轮距浮球中心的垂直距离为25mm。设中水箱内的浮球球心下落到距箱底50mm时，缠绕在滑轮上的拉线被拉紧，清水箱中的橡皮塞处于被拉动状态

6、。此时，中水箱内的浮球受到重力G、拉线的拉力T1和浮球柄的拉力T2的作用；忽略清水箱内排水控制橡皮塞的质量，则清水箱中的橡皮塞只受到静水压力F和拉线的拉力T的作用。当清水箱水位为150mm时，计算得到其排水控制橡皮塞受到的静水压力F为0.462N，此时，清水箱内排水控制橡皮塞受到竖直向上的拉力T=F=0.462N。根据定滑轮传动原理，中水箱中浮球受到拉线拉力T1≈T=0.462N。当中水箱中的浮球带动缠绕在滑轮上的拉线下落时，浮球所受重力应大于或等于浮球柄和拉线提供的竖直向上的合力。经计算，中水箱浮球所受到的拉线拉力T1在竖直方向的分力

7、为0.356N，所受到的浮球柄拉力T2在竖直方向的分力为0.445N，则中水箱浮球受到的竖直方向的合力为0.801N。因此，只要G≥0.801N，就能保证当其下落至设定位置时使拉线将清水箱中的排水控制橡皮塞提起，达到自动顺序冲水的目的。在设计中，当中水箱水位到达设计水位时，必须保证浮球能浮起以关闭进水控制阀。经计算，在设计水位当半个球体在水面以下时，直径为70mm的浮球受到的浮力为0.880N，由此可知，当中水箱浮球所受重力为0.801N时，浮球在设计水位时能够浮起。由于中水箱和清水箱的排水口均与抽水马桶的冲水腔相连，中水箱排水时会带走

8、一部分清水箱排水管内的空气，使其形成负压，但清水箱内的清水溢水管使清水箱的排水口与大气相通，因而消除了负压影响，不会影响中水箱和清水箱联动排水的启动。在建有中水系统的小区内，中水箱的进水管和中水供给管道连接